CN107943258A - 仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器 - Google Patents

仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器 Download PDF

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周建阳
覃泽宇
潘宇晨
薛斌
钟家勤
张培
吴宇
黄乾添
杨祖江
范承广
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Abstract

本发明公开一种仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器，包括散热基座和多片散热肋片；散热基座为实心的正方体；所有散热肋片垂直设置在散热基座的四周，并呈梳齿状均匀间隔排布；其中位于散热基座前后两侧的散热肋片分别直接固定在散热基座的前后侧壁上；位于散热基座左右两侧的散热肋片分别直接固定在散热基座的左右侧壁上；所述散热肋片完全一致，且为片状；每片散热肋片的表面上设置若干个上凸的散热点；这些散热点呈半球状，并在散热肋片的表面呈规律分布。本发明基于甲壳虫微观表面结构的微型散热器，其不仅能够提高空间利用率，而且能够在增大换热面积同时减少热力效应，并且通过增加散热元件增加换热面积来提高散热器的换热效率。

Description

仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器
技术领域
本发明涉及强化传热技术领域，具体涉及一种仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器。
背景技术
进入信息时代以来，集成电路的发展迅猛，计算机中央处理器(CPU)更新换代之快超出了我们的想象。CPU在处理大量数据时会散发大量的热，这些热流体在短时间内不能处理将会影响CPU的正常运行，散热器的出现能有效的解决CPU发热问题。
发明内容
本发明提供一种仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器，其在传统散热器的基础上通过仿生物研究和增加其换热元件的方式来提高散热器的散热性能。
为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器，主要由散热基座和多片散热肋片组成；所述散热基座为实心的正方体；所有散热肋片垂直设置在散热基座的四周，并呈梳齿状均匀间隔排布；其中位于散热基座前后两侧的散热肋片分别直接固定在散热基座的前后侧壁上；位于散热基座左右两侧的散热肋片分别直接固定在散热基座的左右侧壁上；所述散热肋片完全一致，且为片状；每片散热肋片的表面上设置若干个上凸的散热点；这些散热点呈半球状，并在散热肋片的表面呈规律分布。
上述方案中，所有散热点在散热肋片的表面呈规则矩阵分布。
上述方案中，散热基座、散热肋片和散热点均由铝制材料制成。
上述方案中，所述散热基座的底面还涂覆有导热硅脂。
上述方案中，固定在散热基座前后两侧的散热肋片中，位于最左侧和最右侧的散热肋片上还进一步固定有散热肋片。
与现有技术相比，本发明基于甲壳虫微观表面结构的微型散热器，其设计通过仿生物原理将纳米布甲虫鞘翅的微观表面结构呈现在散热器的通道表面。此仿生结构的散热器其表面相对与光滑表面结构的散热器其面积增加了15％-30％，其不仅能够提高空间利用率，而且能够在增大换热面积同时减少热力效应，并且通过增加散热元件增加换热面积来提高散热器的换热效率。这种基于甲壳虫鞘翅微观表面的仿生风冷式微型散热器可广泛应用与大型的电子产品，特别是电子产品的CPU上，在使用过程中，散热器微观表面的热流体与冷流体交错流动，提高散热性能。
附图说明
图1为仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器的结构示意图。
图中标号：1、散热基座；2、散热肋片；4、散热点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，实例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“中”、“左”“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向仅是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器，如图1所示，主要由散热基座1和多片散热肋片2组成。所述散热基座1为实心的正方体。所有散热肋片2垂直设置在散热基座1的四周，并呈梳齿状均匀间隔排布，2片相互平行的散热肋片2之间形成换热通道。位于散热基座1前后两侧的散热肋片2分别直接固定在散热基座1的前后侧壁上。位于散热基座1左侧的散热肋片2中，位于中间的部分则连接在散热基座1的左侧壁上，而位于两侧的部分则连接在固定于散热基座1前后两侧的散热肋片2中位于最左侧的那块散热肋片2上。位于散热基座1右侧的散热肋片2中，位于中间的部分则连接在散热基座1的右侧壁上，而位于两侧的部分则连接在固定于散热基座1前后两侧的散热肋片2中位于最右侧的那块散热肋片2上。此时，散热器整体呈一个矩形体，该散热器整体尺寸结构为：长为56mm，宽为40mm，高为20mm。
所有散热肋片2完全一致，且为片状。所述散热肋片2基于甲壳虫鞘翅微观表面结构设计，即每片散热肋片2的表面上设置若干个上凸的散热点3。这些散热点3呈半球状，并在散热肋片2的表面呈规律矩阵分布。散热点3的半球半径为0.5mm、每2个散热点3之间的间隔为1mm。由于这样的仿生表面结构增加散热面积约15％-30％，因此能够通过表面强化的方法增加散热面积，其散热效率具有明显提升。
在本发明中，散热基座1、散热肋片2和散热点3均由铝制材料制成，其特点为散热效果较快，装饰效果好。所述散热基座1的底面还涂覆有导热介质，在本发明中，该导热介质采用导热硅脂，其具有良好的导热性、耐高温性、耐老化性和防水性。
本发明在传统散热器的基础上通过仿生物研究和增加其换热元件的方式来提高散热器的散热性能。使用时，将散热器基底底部贴在中央处理器芯片上，并在两者之间填充导热硅脂。散热器的上方设置有风扇。中央处理器芯片发热时，散热基座1通过导热硅脂将热量传递到散热器通道。在风扇的作用下，热流体通过2片相互平行的散热肋片2之间形成换热通道，并与散热片及其散热点3发生热交换，通道中的热流体与冷流体在风扇的作用下交错流动，使得通道内的温度下降，达到换热效果。
需要说明的是，尽管以上本发明所述的实施例是说明性的，但这并非是对本发明的限制，因此本发明并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本发明原理的情况下，凡是本领域技术人员在本发明的启示下获得的其它实施方式，均视为在本发明的保护之内。

Claims (5)

1.仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器，其特征是，主要由散热基座(1)和多片散热肋片(2)组成；所述散热基座(1)为实心的正方体；所有散热肋片(2)垂直设置在散热基座(1)的四周，并呈梳齿状均匀间隔排布；其中位于散热基座(1)前后两侧的散热肋片(2)分别直接固定在散热基座(1)的前后侧壁上；位于散热基座(1)左右两侧的散热肋片(2)分别直接固定在散热基座(1)的左右侧壁上；
所述散热肋片(2)完全一致，且为片状；每片散热肋片(2)的表面上设置若干个上凸的散热点(3)；这些散热点(3)呈半球状，并在散热肋片(2)的表面呈规律分布。
2.根据权利要求1所述的仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器，其特征是，所有散热点(3)在散热肋片(2)的表面呈规则矩阵分布。
3.根据权利要求1所述的仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器，其特征是，散热基座(1)、散热肋片(2)和散热点(3)均由铝制材料制成。
4.根据权利要求1所述的仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器，其特征是，所述散热基座(1)的底面还涂覆有导热硅脂。
5.根据权利要求1所述的仿甲壳虫鞘翅微结构表面的仿生风冷式微型散热器，其特征是，固定在散热基座(1)前后两侧的散热肋片(2)中，位于最左侧和最右侧的散热肋片(2)上还进一步固定有散热肋片(2)。
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